PL114643B2 - Flow-through spiral tube heat exchanger - Google Patents

Flow-through spiral tube heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
PL114643B2
PL114643B2 PL21119278A PL21119278A PL114643B2 PL 114643 B2 PL114643 B2 PL 114643B2 PL 21119278 A PL21119278 A PL 21119278A PL 21119278 A PL21119278 A PL 21119278A PL 114643 B2 PL114643 B2 PL 114643B2
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
exchanger
spiral
heat exchanger
welded
partition
Prior art date
Application number
PL21119278A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL211192A2 (en
Inventor
Jerzy Kwapisz
Jerzy Dobrzanski
Original Assignee
Ts Osrodek Badawczo Rozwo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ts Osrodek Badawczo Rozwo filed Critical Ts Osrodek Badawczo Rozwo
Priority to PL21119278A priority Critical patent/PL114643B2/en
Publication of PL211192A2 publication Critical patent/PL211192A2/xx
Publication of PL114643B2 publication Critical patent/PL114643B2/en

Links

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest prze¬ plywowy wymiennik ciepla spiralno-rurowy z cylindry¬ cznym plaszczem i centralna rura wzmacniajaca, charakteryzujacy sie zwiekszonym stopniem wymiany ciepla.Stan techniki. Znane sa rozwiazania wymienników ciepla, wyposazonych w wezownice spiralne, w%których wymiana ciepla zachodzi w ukladzie przeciwpradowym miedzy czynnikami plynacymi w spiralnie uformowa¬ nych kanalach ograniczonych plaskimicienkimi przegro¬ dami. Dla wzmocnienia wytrzymalosci tych scian oraz w celu powiekszenia stopnia wymiany ciepla plaskie powierzchnie przegród posiadaja wytloczenia faliste, które stykajac sie z podobnymi wytloczeniami polozo¬ nymi na przeciwleglych przegrodach — wzmacniaja konstrukcje kanalu spiralnego i wywoluja zaburzenia przeplywajacej cieczy, zwiekszajac wymiane ciepla. Z racji skomplikowanej budowy i klopotliwych uszczelnien krawedzi przegród, które maja na celu zabezpieczenie przed mieszaniem sie obu czynników (o róznych cisnie¬ niach) opisane konstrukcje znalazly ograniczone zasto¬ sowanie w zminiaturyzowanych odmianach wymienni¬ ków spiralnych pomimo korzystnych wskazników wymiany ciepla.Istota wynalazku. Istota wynalazku jest wyposazenie wymiennika ciepla w kilka rur w rzedzie nawinietych spiralnie razem z plaska cienkoscienna tasmowa prze¬ groda na centralna rure, przechodzaca na wylot przez plaszcz wymiennika. W rurach zwinietych spiralnie ply¬ nie czynnik o wyzszym cisnieniu. Rura centralna posiada wzdluzna przegrode dzielacajej objetosc nadwie czesci,z których jedna wykorzystywana jest jako doprowadzenie czynnika o wyzszym cisnieniu do rzedu rur wspawanych we wzdluzna przegrode a druga odprowadza czynnik o nizszym cisnieniu z kanalu utworzonego przez spiralnie, wraz z rurami, nawinieta przegroda tasmowa. Spiralnie nawiniete rury wspawane sa koncami w plaszcz boczny wymiennika a ich wyloty objete sa króccem przyspawa- nym do czesci plaszcza wymiennika.Taka konstrukcja wymiennika ciepla o mozliwie malym gabarycie i uproszczonej budowie pozwala na: — wymiane ciepla miedzy czynnikami o znacznej róz¬ nicy cisnien; — wyeliminowanie uszczelek krawedziowych przegród spiralnych (przez wyrównanie cisnien po obu stronach przegród); — uklad, w którym plaszcz wymiennika od strony wewnetrznej styka siejedynie zczynnikiem ogrzewanym o nizszym cisnieniu anizeli czynnik grzejny; — alternatywne rozwiazanie wymiennika spiralnegoz przeciwpradowo-krzyzowa wymiana ciepla dla zwieksze¬ nia efektu wymiany ciepla; — mozliwie najprostsza technologie wykonania wy- miespiralnego bez potrzeby stosowania skomplikowa¬ nego oprzyrzadowania; — zastosowanie do produkcji wymiennika materia¬ lów odpornych na korozje w celu powiekszenia jego trwalosci i maksymalnego wydluzenia okresu eksploata¬ cji.114 443 4 Przyklad wykonana. Wynalazek w przykladach wykonania pokazanyjest na rysunkach, przy czym fig. 1, fig. 2 przedstawia wymiennik przystosowany do prze- ciwpradowej wymiany ciepla, arysunki fig. 3, lig. 4i fig. 5 przedstawiaja alternatywne rozwiazanie konstrukcji wymiennika, dostosowanej do przeciwpradowo-krzyzo- wej wymiany ciepla.Figura 1 przedstawiaprzekrój poprzeczny wzdluz cen¬ tralnej rury przez wymienik spiralno-rurowy z pojedyn¬ czym rzedem rur 1, fig. 2 przedstawia przekrój po0rzecz«y ^A w plaszczyznie prostopadlej do osi rury centralrtej 3 wymienniki z pojedynczym rzedem rur 1, fig. 3 przedstawia przekrój poprzeczny wzdluz centralnej rory-3jrzez wymiennik z podwójnym rzedem rur, fig. 4 przedstawia' przekrój poprzeczny R-B w plaszczyznie prostopadlej do psi rury centralnej wymiennika z pod¬ wójnym rzedem rur 1,a fig. 5 przedstawia przekroje C-C i D-D wzdluz kanalu spiralnego w wymienniku z pod¬ wójnym rzedem rur.Wymiennik ciepla pokazany na rysunku fig. 1 i fig. 2 posiada uklad spiralny skladajacy sie z kilku przewodów rurowych 1nawijanychwrazzcienkosciennaprzegroda2 wokól centralnej rury 3. Wewnatrz przewodów 1 plynie czynnik grzejny o cisnieniu wyzszym. Miedzy spiralnie nawinieta przegroda 2 a przewodami 1 plynie w przeciw- pradzie czynnik ogrzewany o cisnieniu nizszym. Spiralna przegroda 2 po nawinieciu scisnietajest miedzy zewnet¬ rznymi scianami plaszcza 4, co uniemozliwia przeplywa¬ nie czynnika ogrzewanego w kierunku promieniowym szparami miedzy krawedziami przegrody 2 a scianami plaszcza 4.Wzajemne odleglosci miedzy przewodami 1 wyliczone sa w taki sposób, aby przy zalozonych predkosciach przeplywu obu czyników wystepowalo mozliwie duze schlodzenie czynnika grzejnego. Centralna rura 3 wzmacniajaca konstrukcje plaszcza podzielona jest wspawana przegroda poprzeczna 5 i zaslepiona na kon¬ cach pólokraglymi zaslepkami i. Dolna polówkacentral¬ nej rury 3, wycieta w czesci srodkowej, stanowi kanal odplywowy dla czynnika ogrzewanego ijest zakonczony wspawanym króccem kolnierzowym 7. Górna polówka centralnej rury 3 stanowi kanal wplywajacego do wymiennika czynnika grzejnego — poprzez wspawany króciec kolnierzowy 8. Z tego kanalu czynnik grzejny wplywa do przewodów 1 wspawanych w przegrode 5. W trakcie montazu wymiennika czesci dolnej i gómej rury centralnej 3 wykonywane sa oddzielnie, przy czym prze¬ groda poprzeczna 5 nalezy do czesci dolnej.Po wspawaniu zagietych, o luku 90°, przewodów 1 w przegrode 5, obie polówki rury centralnej 3 zlozone zos¬ taja ze soba i pospawane spoinami wzdluznymi 9.Nastepnie pó zewnetrznej stronie rury 3 w miejscu 10 przylutowana zostaje krawedziowo przegroda2. Pozalo¬ zeni u na rure 3 prawej okraglej sciany plaszcza 4 i przys- pawaniu jej spoina 19 dospawane zostaja dopiero krócce 7 i 8. Lewa okragla sciana plaszcza 4 zalozona zostaje na rure 3 prowizorycznie i zostaje unieruchomiona obejma zalozona na koniec rury 3. Po nawinieciu przewodów 1 wraz z przegroda 2 na rure 3 obie sciany plaszcza zostaja docisniete do siebie srubowymi zaciskami, a nastepnie polozona zostaje spoina 11.Po wygieciu specjalnym przyrzadem konców przewo¬ dów rur 1 w punkcie 12 i wspawaniu listwy 13 blokujacej polozenie przegrody 2 — na sciany boczne 4 zostaje nasuniety plaszcz obwodowy 14, który po nasadzeniu na konce rur 1 zostaje zespawany spoina poprzeczna 15 a nastepnie polaczony ze scianami bocznymi 4 spoinami obwodowymi 16. Jako ostatnie przyspawane zostaja do plaszcza bocznego 14 krócce rurowe: 17 przez który wplywa do wymiennika czynnika ogrzewany, oraz kró¬ ciec 18 przez który wyplywa z wymiennika schlodzony czynnik grzejny. W przykladzie dzialania wymiennika zimna woda uzytkowa zwu lub powrotna woda instalacji centralnego ogrzewania co wplywa króccem 17 i przez otwory w plaszczu 4a dostaje sie do wnetrza wymiennika a nastepnie miedzy spiralne przegrody 2 i po podgrzaniu wplywa do rury centralnej 3 a nastepnie króccem 7 opu¬ szcza wymiennik jako ciepla woda uzytkowa cwa lub jako woda zasilajaca instalacje centralnego ogrzewania co. Goracy czynnik grzejny-woda sieciowa wt doprowa¬ dzana jest do wymiennika króccem 8i nastepnie poprzez centralna rure 3 wplywa do spiralnie zwinietych rur 1, których przeciwne konce zamocowane sa wplaszezsu4a Ochlodzona woda sieciowa wt opuszcza wymiennik króccem 18.W przykladzie alternatywnego rozwiazania wymien¬ nika spiralnego przystosowanego do przeciwpradowo- krzyzowej wymiany ciepla, pokazanego na rysunkach fig. 3,4 i 5—miedzy plaskaspiralnaprzegroda2 znajduje sie dwie warstwy rur 1 wygiete falisto. Na rysunku fig. 5 przedstawiono zasade przeplywu obu czynników na odcinku rozprostowanej spirali z dwoma,dla uproszcze¬ nia rysunku, falisto uformowanymi przewodami 1, ulo¬ zonymi na sobie miedzy przegroda 2.Zastrzezenia patentowe 1. Przeplywowy wymiennik ciepla spiralno-rurowy z plaszczem cylindrycznym i rura centralna, znamienny tym, ze posiada kilka rur(1)wrzedzie nawinietych spiral¬ nie razem z plaska cienkoscienna tasmowa przegroda (2) na centralna rure (3), przechodzaca na wylot przez plaszcz (4) wymiennika, która posiada wzdluzna prze¬ grode (5), dzielaca jej objetosc na dwie czesci. 2. Przeplywowy wymiennik ciepla wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze spiralnie nawiniete rury (1) wspawane sa koncami w plaszcz boczny (4a) wymiennika a ich wyloty objete sakróccem (18), przyspawanym do czesci plaszcza (4) i (4a) wymiennika.114 643 Jl IL114 643 i L jtó^4|P ~^ ,V, V,V^^V ¦ ¦.' /*"^ 3 /V53 e-c 0-0 //gf Pr.sc. l»nlii!r:!L I IM»RL. Naklad 120 eg/ Cena I (NI /I PLThe subject of the invention is a spiral-tubular flow heat exchanger with a cylindrical mantle and a central reinforcing tube, characterized by an increased degree of heat transfer. State of the art. There are known solutions of heat exchangers equipped with spiral coils, in% of which the heat exchange takes place in a countercurrent system between factors flowing in spiral-shaped channels limited by flat thin partitions. In order to strengthen the strength of these walls and to increase the degree of heat transfer, the flat surfaces of the partitions have corrugated embossings, which, in contact with similar embossments on the opposite partitions, strengthen the structure of the spiral channel and disturb the flowing liquid, increasing the heat transfer. Due to the complicated structure and troublesome seals of the edges of the baffles, which are intended to prevent the mixing of the two factors (with different pressures), the described structures have found limited application in miniaturized versions of spiral exchangers despite the favorable heat exchange rates. The essence of the invention is to provide the heat exchanger with several pipes in a row, wound in a spiral pattern together with a flat thin-walled strip partition onto the central pipe, passing through the exchanger shell. A medium with a higher pressure flows in the spiral-wound pipes. The central tube has a longitudinal baffle dividing the volume of the two parts, one of which is used to feed the higher pressure medium to the row of pipes welded into the longitudinal baffle and the other to discharge the lower pressure medium from the channel formed by the spiral-wound belt-wound baffle. The spiral-wound pipes are welded at the ends into the side jacket of the exchanger and their outlets are covered with a stub pipe welded to a part of the exchanger's jacket. Such a design of the heat exchanger with the smallest possible size and simplified structure allows for: - heat exchange between factors with a significant difference in pressure; - elimination of edge seals of spiral partitions (by equalizing pressures on both sides of partitions); - a system in which the heat exchanger shell from the inside is in contact only with the heated medium of lower pressure than the heating medium; - alternative solution of the spiral exchanger with countercurrent-cross heat exchange to increase the heat exchange effect; - the simplest possible technology of expiratory execution without the need to use complicated equipment; - the use of corrosion-resistant materials for the production of the exchanger in order to increase its durability and maximize the service life. 114 443 4 Example made. The invention is illustrated in the drawings in its exemplary embodiments, whereby Figs. 1, Fig. 2 show an exchanger adapted to countercurrent heat exchange, Figs. 3, 1g. 4 and 5 show an alternative design of the exchanger adapted to countercurrent-cross heat exchange. FIG. 1 shows a cross-section along a central tube through a spiral-tube heat exchanger with a single row of tubes 1, FIG. 2 shows a cross-sectional view. ^ A in the plane perpendicular to the axis of the central pipe 3 exchangers with a single row of pipes 1, fig. 3 shows a cross-section along the central pipe-3, through an exchanger with a double row of pipes, fig. 4 shows the cross-section of RB in a plane perpendicular to the psi of the central pipe of the exchanger with a double row of pipes 1, and fig. 5 shows the sections CC and DD along a spiral duct in a double row heat exchanger. The heat exchanger shown in fig. 1 and fig. 2 has a spiral arrangement consisting of several pipes. 1 wrapped in a square wall baffle 2 around a central pipe 3. Inside the pipes 1 a heating medium with a higher pressure flows. A heated medium with a lower pressure flows in a counter-current between the spiral-wound partition 2 and the lines 1. After being wound, the spiral partition 2 is pressed between the outer walls of the mantle 4, which prevents the heated medium from flowing in the radial direction through the gaps between the edges of the partition 2 and the mantle walls 4. The mutual distances between the lines 1 are calculated in such a way that, at the assumed flow velocity, both refrigerants have had as much cooling of the heating medium as possible. The central pipe 3, which strengthens the structure of the mantle, is divided by a welded transverse partition 5 and closed at the ends with half-round plugs i. The lower half of the central pipe 3, cut in the middle part, constitutes an outflow channel for the heated medium and is terminated with a welded flange connector 7. The upper half of the central pipe pipe 3 is a channel that flows into the heat exchanger - through a welded flange connector 8. From this channel, the heating medium flows into the pipes 1 welded in the partition 5. During assembly of the exchanger, the lower and upper parts of the central pipe 3 are made separately, with the partition crosswise 5 belongs to the lower part. After welding the bent, 90 ° hoses 1 into the partition 5, the two halves of the central pipe 3 are folded together and welded together with longitudinal welds 9. Then, on the outer side of the pipe 3, at the point 10, it is soldered edge divider 2. The round wall of the mantle 4 is placed on the right pipe 3 and the joint 19 is attached to it, only the stubs 7 and 8 are welded on. The left round wall of the mantle 4 is temporarily placed on the pipe 3 and the clamp placed on the end of the pipe 3 is fixed. pipes 1 together with the partition 2 on the pipe 3, both walls of the jacket are pressed together with screw clamps, and then the weld is laid 11. After bending the ends of the pipes 1 at point 12 with a special device and welding the strip 13 blocking the position of the partition 2 - on the wall side 4, a circumferential mantle 14 is put on, which, after fitting on the ends of the pipes 1, is welded with a transverse weld 15 and then connected to the side walls with 4 circumferential welds 16. The last are welded to the side mantle 14 pipe connectors: 17 through which the heated medium flows into the exchanger , and a port 18 through which the cooled heating medium flows from the exchanger. In the example of the exchanger's operation, cold utility water or return water of the central heating system flows through the connector 17 and through the openings in the jacket 4a enters the exchanger interior and then between the spiral partitions 2 and, after being heated, flows into the central pipe 3 and then through the connector 7 it leaves exchanger as domestic hot water or as a feed water for central heating installations. The hot heating medium - the mains water wt is led to the exchanger through the pipe 8 and then, through the central pipe 3, flows into the spiral-wound pipes 1, the opposite ends of which are attached to the pipe 4a. The cooled mains water t leaves the exchanger through the stub pipe 18. Example of an alternative solution of the spiral exchanger for countercurrent heat exchange, shown in Figures 3, 4 and 5, between the flat aspiral partition 2 there are two layers of pipes and a curved wave. Fig. 5 shows the principle of the flow of both factors on the section of the straightened spiral with two, for the sake of simplification of the drawing, wave-shaped conduits 1 arranged on top of one another between the partition 2. Patent claims 1. A spiral-tubular heat exchanger with a cylindrical shell and a central tube, characterized in that it has several tubes (1) in a row coiled in a spiral together with a flat thin-walled strip partition (2) on the central tube (3) passing through the exchanger shell (4) which has a longitudinal passage grode (5), dividing its volume into two parts. 2. A flow-through heat exchanger according to claim The method of claim 1, characterized in that the spiral-wound pipes (1) are ends welded into the side shell (4a) of the exchanger, and their outlets are covered with a pouch (18), welded to a part of the shell (4) and (4a) of the exchanger. 114 643 Jl IL114 643 and L jtó ^ 4 | P ~ ^, V, V, V ^^ V ¦ ¦. ' / * "^ 3 / V53 e-c 0-0 // gf Pr.sc. l» nlii! R:! L I IM »RL. Mintage 120 eg / Price I (NI / I PL

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 1. Przeplywowy wymiennik ciepla spiralno-rurowy z plaszczem cylindrycznym i rura centralna, znamienny tym, ze posiada kilka rur(1)wrzedzie nawinietych spiral¬ nie razem z plaska cienkoscienna tasmowa przegroda (2) na centralna rure (3), przechodzaca na wylot przez plaszcz (4) wymiennika, która posiada wzdluzna prze¬ grode (5), dzielaca jej objetosc na dwie czesci.Claims 1. A spiral-tubular flow heat exchanger with a cylindrical jacket and a central tube, characterized in that it has several tubes (1) wound in a spiral row together with a flat thin-walled ribbon partition (2) onto a central tube (3) passing onto outlet through the exchanger jacket (4) which has a longitudinal partition (5) dividing its volume into two parts. 2. Przeplywowy wymiennik ciepla wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze spiralnie nawiniete rury (1) wspawane sa koncami w plaszcz boczny (4a) wymiennika a ich wyloty objete sakróccem (18), przyspawanym do czesci plaszcza (4) i (4a) wymiennika.114 643 Jl IL114 643 i L jtó^4|P ~^ ,V, V,V^^V ¦ ¦.' /*"^ 3 /V53 e-c 0-0 //gf Pr.sc. l»nlii!r:!L I IM»RL. Naklad 120 eg/ Cena I (NI /I PL2. A flow-through heat exchanger according to claim 1. The method of claim 1, characterized in that the spiral wound pipes (1) are ends welded into the side shell (4a) of the exchanger, and their outlets are covered with a pouch (18), welded to a part of the shell (4) and (4a) of the exchanger. L jtó ^ 4 | P ~ ^, V, V, V ^^ V ¦ ¦. ' / * "^ 3 / V53 e-c 0-0 // gf Pr.sc. l» nlii! R:! L I IM »RL. Mintage 120 eg / Price I (NI / I PL
PL21119278A 1978-11-24 1978-11-24 Flow-through spiral tube heat exchanger PL114643B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21119278A PL114643B2 (en) 1978-11-24 1978-11-24 Flow-through spiral tube heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21119278A PL114643B2 (en) 1978-11-24 1978-11-24 Flow-through spiral tube heat exchanger

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL211192A2 PL211192A2 (en) 1979-11-05
PL114643B2 true PL114643B2 (en) 1981-02-28

Family

ID=19992759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL21119278A PL114643B2 (en) 1978-11-24 1978-11-24 Flow-through spiral tube heat exchanger

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL114643B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL211192A2 (en) 1979-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102782436B (en) Spiral heat exchanger
CA2600265C (en) Helical coil-on-tube heat exchanger
CN209279723U (en) A kind of spherical heat exchanger with Dual heat exchange effect
JP2000227299A (en) Multitubular heat exchanger
US2081678A (en) Heat exchanger
US3920068A (en) Concentric double-pipe horizontal heat exchanger for fiber containing fluids
CN106440867B (en) Stainless steel heat exchanger
PL114643B2 (en) Flow-through spiral tube heat exchanger
CN209745048U (en) High-efficient shell and tube heat exchanger
CN1003390B (en) Heat Exchanger
CN106288928A (en) A kind of heat exchanger helical baffles
CN217179349U (en) Tube-plate type flue gas heat exchanger
CN215598173U (en) Counterflow Shell and Tube Heat Exchanger
US4019573A (en) Heat exchanger
WO1993012389A1 (en) Quick operating heat exchanger device
FR2448703A3 (en) Heat exchange tube for boiler-evaporators - comprises tube inside outer tube closed at one end so that steam passing through inner tube returns through annular space
CN206037815U (en) Spiral baffling board for heat exchanger
GB2116688A (en) Heat exchangers
CN216049329U (en) Gas-gas heat exchanger
CN216205513U (en) Tubular heat exchanger
CN213363498U (en) Evaporator for liquid ammonia
CN213984692U (en) Microchannel double-pipe heat exchanger
RU2027136C1 (en) Heat exchanger
JPH0227598B2 (en) NETSUKOKANKI
JPH0534596B2 (en)